[实用新型]用于制造由塑料材料制成的部件的模具

说明书

技术领域

本实用新型涉及通过模制来制造塑料材料部件、尤其是包括开孔的部件的技术领域。

特别地，所述部件可以是但不限于机动车结构部件，例如：技术性前脸(faceavanttechnique)、翼子板支架(supportd’aile)和地板。

该类型的部件的特点在于包括贯穿的开孔，并同时必须保持良好的机械强度。

背景技术

为了获得塑料材料部件，已知使用模制的方法，例如压缩模制和/或注射模制和/或挤压模制。

在模具中进行的热压压缩模制一般通过模具的活动元件(由压机致动)相对于模具的固定元件的移动来实现，这些元件通常由钢制成。

通常，在压缩模具中布置由塑料材料片构成的加载平面(plandechargement)，其中所述塑料材料片通常为所谓SMC(片状模塑料，英文为“sheetmouldingcompound”)的复合材料。

然后致动压机以闭合模具。这被表述为：模具下降(闭合)，直至闭合位置。

然后继续致动压机，以将模制压强传递给塑料材料。这被表述为：模具处于压缩阶段。塑料材料因此能够流动，并形成模具模腔的形状。

最后，在所谓“固化”的阶段时，塑料材料聚合，以形成最终的部件。

为了在最终的部件中实现开孔，可以考虑设计带有开孔模(即针对每个开孔的用于模制的局部形状)的模具。

例如，模具可以包括冲头(broche)，该冲头在模具的一个会在模具闭合时与另一元件接触的元件上，并位于模腔的周边且不与加载平面相对，该冲头具有所期望的开孔的形状。

然而，在塑料材料流动时，增强纤维优先根据流动的方向来取向，因此增强纤维会围绕冲头，相互连接构成再次粘合线(lignederecollement)。因此，不能再控制纤维的随机取向。这导致增强纤维的优先取向，这会造成部件各向异性，部件因此会沿所受的力的不同方向具有不同的机械性能，这会在最终的部件的某些区域中导致低于需求的坚固性。并且，再次粘合线一般不包括增强纤维。

这就是为什么为了获得包括贯穿的开孔的塑料材料部件，必须首先模制塑料材料部件，然后在从模具中取出来之后，再用其他设备来实现二次开孔，例如通过机械加工或在所期望的位置处冲压以形成贯穿的开孔。

因此，除了模制设备，所必需的设备应包括集成在部件制造周期中的机械加工单元或冲孔系统。这种设备成本高昂，并且增加了周期时长，并导致产生来自于所去除的材料的边角料和粉尘。

为了避免该再加工步骤，已知一种允许借助于活动冲头来实现模制开孔的模具。所述冲头由液压缸来致动。这些冲头在塑料材料流动之后但在其聚合之前下降到模腔中。

然而，这种原位模制系统会因为使用而磨损过多，这是因为冲头会撞击与之面对面的模具的表面，并与磨损性的增强纤维摩擦。因此，冲头和模具会受损。

为了不损坏这些冲头，已知一种模具，该模具在模腔中在活动冲头的对面包括可更换的易损件(有时也被称为“固定的反冲头”)，该易损件在其受损严重的时候能够被从模具中取出和更换。

另一用于避免损坏冲头(活动的或固定的)的技术在于在模具的闭合位置上在冲头和与之面对面的模具的表面之间留出最小间隙。该最小间隙被调整为使得能够在模具的两个部分之间保持最小距离，并考虑到部件厚度的生产偏差(例如0.4mm)，尤其是当部件厚度极小时。由此，材料在厚度上没有被完全推出去，而是在开孔的底部残留有一层材料，该残留的材料层的厚度对不同部件是不同的。该残留层之后在附加的生产步骤中被去除。在模制时，存在所模制的部件的厚度偏差，该厚度偏差与工业方法因参数不同而产生的变化有关，上述参数包括例如材料的使用量。因此，考虑到材料的密度、使用量和压机工作情况的变化，残留层会在0.2至0.6mm之间变化。因此，必须设置重要的机械动作，以去除该残留层。例如，可能需要使用能够钻孔、磨削或铣削的重型设备。并且，这些设备包括由于其磨损或损坏而必须定期更换的工具(钻头、砂轮、铣刀)。最后，这些工具会伴有相对于待模制的开孔对齐的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于通过提供一种用于制造塑料材料部件(例如：机动车结构部件)的模具来解决这些缺陷，该模具允许直接在模具中实现被非常薄的、具有可控厚度为大约0.1mm的残留层阻塞的开孔。由此，当所述部件安装在机动车上时，这些开孔将成为贯穿的。